光耦合器是什么?有哪些常用类型?
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光耦合器(Optical Coupler,英文缩写为oc)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(led),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光电耦合器是一种能够将光信号转换成电信号、或将电信号转换成光信号的设备。根据其工作原理的不同,可以分为两大类:光电耦合器和电光耦合器。光电耦合器是将光信号转换成电信号的设备,常见的光电耦合器有玻璃纤维光电耦合器、塑料光纤光电耦合器、金属线光电耦合器和微型光电耦合器等。电光耦合器是将电信号转换成光信号的设备,常见的电光耦合器有红外光耦合器、可见光耦合器和太赫兹耦合器等。
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。光电耦合器主要由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。 光的发射部分主要由发光器件构成,发光器件一般都是发光二极管,发光二极管加上正向电压时,能将电能转化为光能而发光,发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源驱动,但发光二极管在使用时必须加正向电压。光的接收部分主要由光敏器件构成,光敏器件一般都是光敏晶体管, 光敏晶体管是利用 PN 结在施加反向电压时,在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的。光的信号放大部分主要由电子电路等构成。发光器件的管脚为输入端,而光敏器件的管脚为输出端。工作时把电信号加到输入端,使发光器件的芯体发光, 而光敏器件受光照后产生光电流并经电子电路放大后输出,实现电→光→电的转换,从而实现输入和输出电路的电器隔离。由于光电耦合器输入与输出电路间互相隔离,且电信号在传输时具有单向性等优点, 因而光电耦合器具有良好的抗电磁波干扰能力和电绝缘能力。
光电耦合的主要特点如下 ::①光信号单向传输 ,输出信号对输入端无反馈,可有效阻断电路或系统之间的电联系,但并不切断他们之间的信号传递。②隔离性能好,输入端与输出端之间完全实现了电隔离。③光信号不受电磁波干扰,工作稳定可靠。④光发射器件与光敏器件的光谱匹配十分理想,响应速度快,传输效率高,光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒级。 ⑤抗共模干扰能力强,能很好地抑制干扰并消除噪音。 ⑥无触点,使用寿命长,体积小,耐冲击能力强。 ⑦易与逻辑电路连接。⑧工作温度范围宽,符合工业和军用温度标准。由于光电耦合器的输入端是发光器件,发光器件是阻抗电流驱动性器件,而噪音是一种高内阻微电流电压信号。 因此光电耦合器件的共模抑制比很大,光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。